《测量物质的密度》教学案例

《测量物质的密度》教学案例

靳红仙

山西省运城市盐湖区实验中学    044000

一、教材分析

测量物质的密度是一节完全由学生探究的实验课，在这个实验中，学生不能直接利用物理公式算出物理量，而是需要转化才能测定一个物理量。这既能加深密度概念的理解，又让学生体验了探究的过程。它是突出新的理念实现学生由接受性向探究式学习根本转变的过程，因此对于实验活动的安排就非常重要。

二、学情分析

学生在前面已经接触了质量和体积的相关知识，并能正确使用天平测量物体的质量、使用量筒测量液体的体积。

三、学习目标

1.物理观念：

能正确使用量筒；通过测量盐水和小石块密度的探究过程，掌握测量密度的原理，会利用物理公式间接地测定某个物理量。

2.科学思维：

通过模型法、组合法和排水法等科学方法间接测量物质密度，培养学生推理和论证的能力。

3.科学探究：

通过测量物质密度实验操作，学会使用天平和量筒等分别测量盐水和不规则形状小石块的密度，能够通过实验学会测量工具的使用，训练基本实验技能；经历设计实验方案、进行实验评估等测量类实验探究过程。

4.科学态度与责任：

通过对于测量物质密度实验的学习，培养学生动手操作能力，并利用适当工具测量身边物体如肥皂、蜡块等密度，激发学生对于密度测量的兴趣，将物理知识与日常生活紧密联系起来，认识到密度对人类生活和社会发展的影响。通过小组合作，培养学生善于与他人团结分享的精神。在测量密度的过程中，培养严谨的科学态度。

四、教学过程

（一）复习导入

上节课我们学习了密度的知识，密度是物质的基本性质之一，物质种类不同，密度一般不同。

在生产生活中，人们经常通过测量密度来鉴定牛奶、酒的品质、鉴别首饰、矿石等物质，可见对物质密度的测定具有十分重要的意义。

师：一个长方体铝块，如何测量它的密度呢？

生：由于我们没有直接测量密度的仪器，所以需要利用公式p=m/v，进行间接测量。先用天平测出的这个长方体铝块的质量。对于规则固体，我们可以用可以用数学方法计算出它的体积，再利用密度公式就可以计算出这个铝块的密度了。

师追问：那如果是这样一杯盐水，如何测量它的密度呢？

生：同样我们需要测量质量和体积。

师：盐水的质量可以借用烧杯帮助测量，那盐水的体积如何测量呢？

（二）量筒的使用

教师介绍新的测量工具——量筒。播放使用量筒的视频。

提问：我们在使用量筒度数时，需要注意什么？

生1：同温度计的读数方法一样，当我们在使用量筒读取液体体积时，视线要与液面相平。

生2：当如果测量的液体是水、酒精等，视线要与凹液面最底部相平。

生3：如果液面是凸形，如水银，那么视线要与凸液面的顶部相平。

（三）测量小石块的密度

今天的任务是测量固体和液体的密度。一个形状不规则的小石块，怎么测量它的密度呢？

分析：在测量之前，要先明确实验的原理和所需的实验器材。这个实验的原理是p=m/v，所以我们需要用天平和砝码测量小石块的质量，那小石块的体积怎么测量呢？

引导：同学们，还记得乌鸦喝水的小故事吗？聪明的乌鸦是怎么喝到水的？这个故事这对你有什么启示吗？我想同学们肯定都想到了办法，看看你和老师想的一样吗？

生：1.先向量筒中倒入足以淹没小石块的水，记录水的体积V1；2.将小石块用细线系好，缓缓浸入水中，小石块占据了部分水的位置，所以水面会上升，记录此时水面到达的刻度V2。3.那么小石块的体积等于被它排开的水的体积，即V石=V2-V1。

师：像这样的方法，我们叫排液法。

所以完成这个实验，我们还需要筒、水和细线。

根据测量内容，我们来一起设计实验记录。记录小石块的质量m，水的体积V1，水和小石块的体积V2，小石块的体积V，最后要记录待测量，小石块的密度p。

（四）测量蜡块的密度

追问：请同学们接着思考，我们可以用相同的方法测量蜡块的密度吗？

生：不行，因为蜡块会漂浮在水面上，所以排开水的体积只是浸没在水里的蜡块的体积。

分析：我们可以事先在量筒中倒入适量的水体积为V1。然后用一根细铁丝将蜡块压入水中，读出此时量筒到达的刻度值V2，V2-V1就是蜡块的体积，这种方法通常叫压入法。

生：可不可以借助一个重物完成测量呢。将一个重物用细线拴好，手提细线，让重物吊在在水中，此时量筒的刻度值记为V1，然后将蜡块拴在重物上方，将他们一起浸入水中，记下此时量筒中水面对应的刻度值V2，得到蜡块的体积为V2-V1。

师：思路非常好，这种方法我们叫配重法。

接下来我们测量液体的密度。一杯盐水因溶入不同质量的盐而密度不同。

（五）测量盐水的密度

这是老师配置的一杯盐水，它的密度如何测量呢？

实验原理仍然是p=m/v，所以我们需要的实验器材是：装有盐水的烧杯、天平、砝码和量筒。

请同学们以小组为单位设计的实验方案。

一小组展示：先利用天平测出烧杯和盐水的总质量m总，把将一部分盐水倒入量筒读出量筒此时的体积V，再用天平测出剩余烧杯和盐水的质量为m剩，m总-m剩为量筒中盐水质量，带入密度公式计算。

二小组展示:m

杯为空杯子的质量，倒入部分盐水，m总为盐水和烧杯的总质量，则m总-m杯为盐水的质量，再把盐水倒入量筒中测出盐水体积为V,带入密度计算公式。

同学们设计的方案很好，在这个测量盐水密度的实验中，测量顺序的不同，不会对测量的结果构成影响。但是在有些液体密度的测量中，测量顺序却可能对测量的结果构成影响。

例如酸奶，能不能用这两种方法测量它的密度呢？

这位同学非常细心，那么，如何设计实验方案，才能避免酸奶挂在容器内壁上带来的测量差异呢？

这位同学设计的方案太棒了！在这个方案中，酸奶并没有全部倒出，这样就避免了挂壁带来的测量差异。

我们给这种方法起的名字，叫减液法，这种方法用于酸奶、蜂蜜这样的粘稠液体的测量，是很有效的。

同学们，完成这个实验需要记录哪些数据呢？请把实验记录表格画在在学习任务单上。

【播放视频】请同学们认真看。

现在我们知道了测量盐水密度和测量酸奶密度的不同之处。根据测量对象的特点，合理设置实验方案，是重要的物理方法。今天我们学会了在实验室利用天平和量筒测量固体（小石块、蜡块）和液体（盐水、酸奶）的密度。其实，科学家们在做某些研究时，更需要要精确测量物质的密度。

（六）物理文化拓展

视频介绍英国的物理学家瑞利在实验室测量氮气的密度研究过程。

今天这节课我们学习了测量物质密度的方法。明确了实验原理。完成了对不规则固体（小石块、蜡块）和液体（盐水、酸奶）的密度测量，在这个过程中学会了如何科学有效的设计实验方案，才能减小实验误差。

今天的作业是：基础性作业：完成“学生资源”中的课后练习。拓展性作业：给你一架天平、一只小烧杯、适量的水，你能不能利用这些器材测量纯牛奶的密度？请开动你的脑筋，设计实验方案，画出记录实验数据的表格。

五、课后反思

本节课我采用问题驱动的方式使学生从思维、行为、心理等方面动起来，把课堂真正还给学生，教师只是组织者或适时的点评者。这节课达到了预期的教学目标，学生对密度的概念和测量方法有了较好的掌握。然而，为了进一步提高教学效果，教师可以在实验环节加强对学生的指导，确保每个学生都能正确地进行实验操作。